基于形状记忆聚合物驱动的纸基爬壁机器人及其制作方法技术

本发明专利技术涉及基于形状记忆聚合物驱动的纸基爬壁机器人及其制作方法，包括：条状纸臂，通过弯折形成两组对称设置的爬行臂，每组所述爬行臂均包括依次折弯连接的驱动大臂、驱动小臂及行走臂；形状记忆聚合物执行器，设置在两组驱动大臂及每组驱动大臂与驱动小臂之间，实现两组驱动大臂之间、驱动大臂与驱动小臂之间角度的改变及恢复；吸附垫，设置在行走臂上，实现对条状纸臂的支撑及条状纸臂与行走面的吸附；控制系统，分别与形状记忆聚合物执行器和吸附垫电连接，向形状记忆聚合物执行器和吸附垫发出控制信号。本发明专利技术提供一种制作简单，工作可靠的轻质量的纸基爬壁机器人，并且通过形状记忆聚合物的材料特性提供纸基爬壁机器人的爬行动力。行动力。行动力。

【技术实现步骤摘要】
基于形状记忆聚合物驱动的纸基爬壁机器人及其制作方法


[0001]本专利技术涉及爬壁机器人
，尤其是指一种基于形状记忆聚合物驱动的纸基爬壁机器人及其制作方法。

技术介绍

[0002]近年来，与传统的由金属、塑料等刚性材料制成的机器人不同，纸质机器人引起了越来越多的关注。纸质机器人以成本低、重量轻、生态友好和拥有优良的灵活性和可折叠性等特点，实现了医疗机器人、机车机器人等刚性机器人难以或无法实现的功能。
[0003]爬行作为被广泛应用的移动模式之一，已经在多种机器人身上得到实现，然而现有的爬行机器人多为弹性材料制成，一般面临着三个问题：
[0004]一方面，对于弹性材料制成的爬行机器人，在垂直方向爬行时，可能会受重力影响而变形；
[0005]另一方面，在静电吸附被广泛应用于软体爬行机器人这一背景下，由于弹性材料与接触面之间固有吸附力的存在，解除静电吸附后并不能使附着力完全消失；
[0006]并且，由弹性材料制备成的软体爬行机器人，其驱动元件复杂，需要设置多个驱动结构来带动爬行机器人中各个关节的转动。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于形状记忆聚合物驱动的纸基爬壁机器人，其特征在于，包括：条状纸臂，所述条状纸臂通过弯折形成两组对称设置的爬行臂，每组所述爬行臂均包括依次折弯连接的驱动大臂、驱动小臂及行走臂，两组所述驱动大臂、驱动小臂及行走臂对称设置；形状记忆聚合物执行器，设置在两组驱动大臂及每组驱动大臂与驱动小臂之间，利用形状记忆聚合物可逆相及固定相的特性，实现两组驱动大臂之间角度的改变及恢复和每组驱动大臂与驱动小臂之间角度的改变及恢复；吸附垫，设置在行走臂上，实现对条状纸臂的支撑及条状纸臂与行走面的吸附；控制系统，分别与形状记忆聚合物执行器和吸附垫电连接，向形状记忆聚合物执行器和吸附垫发出控制信号。2.根据权利要求1所述的基于形状记忆聚合物驱动的纸基爬壁机器人，其特征在于：所述形状记忆聚合物执行器包括形状记忆聚合物基材和设置在所述形状记忆聚合物基材弯曲内表面的铜质电阻片，通过所述铜质电阻片对形状记忆聚合物基材进行加热处理。3.根据权利要求2所述的基于形状记忆聚合物驱动的纸基爬壁机器人，其特征在于：所述形状记忆聚合物基材的初始状态弯曲角度为120
°
，通过所述铜质电阻片加热后的变换弯曲角度为60
°
，停止加热冷却到室温后保持变换弯曲角度60
°
，再次进行加热后恢复到初始状态弯曲角度为120
°
。4.根据权利要求1所述的基于形状记忆聚合物驱动的纸基爬壁机器人，其特征在于：所述吸附垫包括纸垫基层，在所述纸垫基层上固化有电极吸附层，在所述电极吸附层外设置有绝缘保护层。5.根据权利要求1所述的基于形状记忆聚合物驱动的纸基爬壁机器人，其特征在于：所述控制系统包括上位机、控制板、MOSFET和电压转换器，所述上位机发出控制指令到控制板，所述控制板通过电压转换器与吸附垫电连接、控制所述吸附垫的通断，所述控制板通过MOSFET与形状记忆聚合物执行器电连接、控制所述形状记忆聚合物执行器的激活状态，通过控制吸附垫的交替吸附和形状记忆聚合物执行器的周期性驱动，实现纸基爬壁机器人的行走。6.一种基于形状记忆聚合物驱动的纸基爬壁机器人的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：制备纸基爬壁机器人模型，将条状纸臂对折处理，形成对称设置的两组爬行臂，再将每组爬行臂分别进行折弯处理，形成驱动大臂、驱动小臂及行走臂，两组驱动大臂、驱动小臂及行走臂的位置对应设置；在纸基爬壁机器人模型的两组驱动大臂及每组驱动大臂与驱动小臂之间的内折弯处安装形状记忆聚合物执行器，利用形状记忆聚合物可逆相及固定相的特性，实现两组驱动大臂之间角度的改变及恢复和每组驱动大臂与驱动小臂之间角度的改变及恢复，实现驱动大臂和驱动小臂的摆动；在纸基爬壁机器人模型...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨林达，马海波，刘新宇，
申请(专利权)人：江苏集萃微纳自动化系统与装备技术研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：